CC BY
216
DOI: 10.24411/2071-5315-2018-12022
Опыт моделирования болезни Паркинсона: анализ поведенческих нарушений
А.В. Ставровская, Н.Г. Ямщикова, А.С. Ольшанский, А.С. Гущина
Использование адекватной модели является основополагающим условием для установления механизмов развития патологических процессов в мозге и разработки новых методов лечения. При этом каждая из моделей обладает своими преимуществами и недостатками, что определяет выбор модели для задач конкретного эксперимента. Целью исследования было обобщение опыта моделирования одного из наиболее распространенных нейродегенератив-ных заболеваний - болезни Паркинсона, с акцентом на оценке поведенческих эффектов различных нейротоксинов. Сравнивали изменения двигательной активности, эмоционального состояния, воспроизведения условных реакций пассивного избегания у крыс на фоне введения 6-гидроксидофамина, резерпина и ротенона - известных соединений, индуцирующих паркинсонизм. Выявлены различия в поведенческих нарушениях, наблюдаемых в каждой из трех моделей болезни Паркинсона, которые помогут оценить пригодность изученных экспериментальных подходов для тестирования новых лекарственных препаратов с симптоматическим и нейропротекторным действием. Ключевые слова: болезнь Паркинсона, 6-гидроксидофамин, нейротоксины, модели на животных, поведение.
Введение
Прогрессирующие дегенеративно-атрофические поражения центральной нервной системы (ЦНС) (болезнь Альц-геймера, болезнь Паркинсона (БП), болезнь Гентингтона и др.) связаны с селективной гибелью определенных групп нейронов в головном и/или спинном мозге и характеризуются неуклонно прогрессирующим неврологическим дефицитом, включая двигательные расстройства, когнитивные и психоэмоциональные нарушения [1]. Ведущим патофизиологическим механизмом нейродегенеративных заболеваний является внутриклеточная агрегация белков с патологической конформацией, это, в свою очередь, инициирует каскад иммунных и метаболических нарушений в ЦНС, нарушает функцию митохондрий и энергетический обмен клеток и т.д. В изучении патогенеза возрастзависимых нейро-дегенеративных заболеваний большую роль играет создание адекватных экспериментальных моделей на животных, что осуществляется путем интрацеребрального либо системного введения соответствующих нейротоксинов [2, 3].
В результате проведенных экспериментальных и клинических исследований БП стала первым неврологическим
Лаборатория экспериментальной патологии нервной системы отдела исследований мозга ФГБНУ "Научный центр неврологии", Москва.
Алла Вадимовна Ставровская - канд. биол. наук, зав. лабораторией.
Нина Гавриловна Ямщикова - канд. биол. наук, ст. науч. сотр.
Артем Сергеевич Ольшанский - науч. сотр. Анастасия Сергеевна Гущина - мл. науч. сотр. Контактная информация: Ставровская Алла Вадимовна, [email protected]
заболеванием, которое удалось смоделировать, а затем лечить при помощи заместительной нейромедиаторной терапии. В настоящее время известны несколько экспериментальных моделей БП: для их воспроизведения используются резерпин, метамфетамин, 6-гидроксидофамин (6-OHDA), 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридин -вещества, которые селективно разрушают катехоламинер-гические системы или нарушают их нормальное функционирование [3, 4]. Также было обнаружено, что некоторые сельскохозяйственные химикаты, такие как ротенон и па-ракват, при системном введении могут воспроизводить у грызунов ряд ключевых особенностей БП [2].
Целью исследования было обобщение опыта моделирования БП у крыс при помощи 6-OHDA, резерпина и ро-тенона, с акцентом на анализе поведенческих эффектов и сравнительной оценке потенциала каждой из моделей.
Материал и методы
Моделирование БП проводилось на крысах линии Wistar в возрасте 3-4 мес. Животные содержались в виварии института при свободном доступе к пище и воде и чередовании суточной освещенности 12 ч света/12 ч темноты. Содержание животных и проведение экспериментов осуществляли в соответствии с международными правилами Guide for the Care and Use of Laboratory Animals.
Моделирование БП путем повреждения дофаминер-гических нейронов черной субстанции мозга крыс осуществляли при помощи введения в ее компактную часть селективного нейротоксина 6-OHDA. Работа выполнена на 22 животных. Для проведения стереотаксических операций анестезированные животные помещались на раму двойного лабораторного стереотаксического манипулято-
ра фирмы Stoelting Co. (США). Экспериментальной группе (n = 12) во время операции в указанную область мозга унилатерально справа вводили 6-OHDA в дозе 10,0 мкг в 2 мкл 0,05% раствора аскорбиновой кислоты со скоростью 0,4 мкл/мин в соответствии с координатами атласа мозга крыс (АР = -4,8; L = 1,9; V = 8,0) [5]. Ложнооперированным животным вводили растворитель в том же объеме. В качестве средств анестезии для проведения хирургических манипуляций применяли золетил 100 в дозе 3 мг/100 г и ксиланит в дозе 3 мг/кг внутримышечно, для премедика-ции использовали атропин в дозе 0,04 мг/кг подкожно за 10-15 мин до введения ксиланита.
Резерпининдуцированная модель паркинсонического синдрома достигалась при помощи однократного введения резерпина экспериментальной группе крыс (n = 12) в дозе 3 мг/кг подкожно. Работа проведена на 22 крысах-самцах линии Wistar массой 250-300 г. Резерпин растворяли в ледяной уксусной кислоте (100 мкл), затем в воде для инъекций в соотношении 1 : 35 [6]. Контрольным животным вводили физиологический раствор в том же объеме [7].
Для получения ротенониндуцированной модели БП пестицид вводили крысам ежедневно в течение 4 нед. Работа проведена на 25 крысах-самцах линии Wistar массой 250-300 г. Ротенон растворяли в диметилсульфоксиде, затем смешивали с растительным маслом в соотношении 2 : 98 [8]. Экспериментальной группе (n = 18) ротенон вводили подкожно в дозе 2,5 мг/кг, контрольной группе вводили физиологический раствор в том же объеме (0,3 мл).
Изменения в поведении экспериментальных животных оценивали при помощи тестов "открытое поле" (ОП), приподнятый крестообразный лабиринт (ПКЛ), приподнятый Т-лабиринт (ПТЛ), а также путем воспроизведения реакций условного рефлекса пассивного избегания (УРПИ).
Установка ОП для оценки двигательной активности и ориентировочно-исследовательского поведения представляла собой квадратный короб со стороной 75 см и высотой стенок 40 см, пол которого был разделен на 25 равных квадратов. При тестировании в ОП в течение 3 мин учитывали общее количество пересеченных квадратов.
Нарушения когнитивных функций и динамику эмоционального состояния экспериментальных крыс изучали с использованием теста УРПИ. Тестирование условных реакций проводили при помощи программы ShutAvoid 1.8.03 на установке фирмы Panlab Harvard Apparatus (Испания). Воспроизведение пассивных оборонительных реакций оценивали по величине латентного периода (ЛП) перехода крыс из ярко освещенного (большего по размеру) отсека камеры в темный (меньший) отсек. На следующие сутки после приучения крыс к установке и регистрации ЛП перехода в темный отсек животные снова помещались в установку (светлый отсек). Однако при перемещении в темный отсек им наносилось неизбегаемое болевое воздействие (нанесение удара постоянным электрическим током (0,2 мА, 3 с) через
о ю (В
аз и си а. аз с о с и
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
I ** А
Фон 1 нед 2 нед 3 нед 4 нед
Рис. 1. Изменения двигательной активности крыс в ОП на фоне введения 6-OHDA в мозг Здесь и на рис. 2: различия достоверны (р<0,05) посравнению: *-сфоном; **-спре-дыдущим тестированием. Здесь и на рис. 2-4, 8: фон - до введения препарата.
металлический решетчатый пол. Такое воздействие применялось однократно. На 1-е, 3-и, 7-е и 14-е сутки после нанесения электрического раздражения экспериментальные животные также помещались в установку с целью оценки воспроизведения условных реакций. Продолжительность каждого теста составляла 3 мин. Тест УРПИ начинали на 25-й день после операции у крыс с 6-ОНЭД-индуцированной БП и через 1 сут после введения резерпина.
Для оценки уровня тревожности крыс использовался лабиринт в виде креста, приподнятый над полом на 76 см (ПКЛ), два рукава которого (один напротив другого) имели боковые и торцевые стенки высотой 40 см - закрытые рукава (ЗР), а два рукава стенок не имели - открытые рукава (ОР). Ширина рукавов составляла 10 см, длина - 50 см, на их пересечении располагался стартовый отсек - площадка размером 10 х 10 см. В начале эксперимента крысу помещали в центр пересечения рукавов, учитывали время, проведенное в ОР и ЗР, а также ЛП первого захода и выхода из рукавов. Продолжительность теста составляла 3 мин.
Приподнятый Т-лабиринт представлял собой модификацию ПКЛ, у которого закрывали перегородкой вход в один из ЗР. Тест в ПТЛ проводился в два этапа: на 1-м этапе животное помещали в торец ЗР и учитывали ЛП выхода из него, на 2-м этапе животное помещали на конец ОР и учитывали время захода в ЗР. Между этапами крысу помещали в домашнюю клетку на 30 с. Продолжительность теста составляла 3 мин в случае, если животные не заходили (выходили) в рукава (из рукавов).
Полученные данные обрабатывали в программе 8!айвйса 12.0 с использованием однофакторного дисперсионного анализа ^ОУД). Статистически значимыми считали различия при р < 0,05.
Результаты
Эффект введения избирательного нейротоксина до-фаминергических нейронов 6-ОНЭД в черную субстанцию развивался в течение 3-4 нед. Как видно на рис. 1, в это
о \о со
я
0] и си о. а> с о с о
Фон 1 мг/кг 2 мг/кг 3 мг/кг 4 мг/кг 5 мг/кг
Рис. 2. Двигательная активность крыс в ОП в зависимости от дозы резерпина.
о ю се
3
Щ *
X
01 о
Щ
о. ш с о
5
70 г
60 -
50 -
40 -
30 -
20 -
10 -
Фон
1 сут 2 сут 3 сут 4 сут
Рис. 3. Изменения двигательной активности крыс в ОП на фоне действия резерпина (3 мг/кг). Различия достоверны (р < 0,05) по сравнению: * - с фоном; ** - с 1-ми и 2-ми сутками.
60 г
50 -
I 40 -
30 -
20 -
10 -
Фон
* * ■ - ■
1 нед 2 нед 3 нед
Рис. 4. Изменения двигательной активности крыс в ОП на фоне действия ротенона. * р < 0,05 по сравнению с фоном.
время двигательная активность крыс приобретала наименьшие значения. Функциональной пробой одностороннего повреждения дофаминергических нейронов является эффект подкожного введения агониста дофаминовых рецепторов апоморфина (0,1 мг/кг). После введения препарата у животных наблюдалось контралатеральное вращение с интенсивностью примерно 30 об/мин.
К 3-й неделе наблюдения у экспериментальных животных при осмотре отмечалось нарастание ригидности и птоза верхнего века, снижение двигательной активности и исследовательского поведения.
В процессе отработки резерпиновой модели изучали влияние различных доз препарата на двигательную активность крыс в ОП (рис. 2). Кроме того, уже через 2 ч после введения токсина у животных появлялись симптомы, характерные для синдрома паркинсонизма: ригидность (по показателю горбатости), птоз верхнего века и тремор. В настоящем исследовании резерпин использовался в дозе 3 мг/кг. Ранее нами было установлено, что при введении такой дозы токсическое действие резерпина на поведение экспериментальных животных проявляется более отчетливо, чем при введении меньших доз [9]. В то же время при этом возможно исследовать предполагаемую коррекцию вызванных нарушений, чего не позволяют сделать большие дозы препарата. На рис. 3 видно, что наибольшее снижение двигательной активности наступает через 1-2 сут.
При моделировании БП при помощи ротенона наблюдалась повышенная смертность экспериментальных животных. Через 24 сут после начала введения препарата количество выживших крыс составляло 36% от исходного. При этом у животных наблюдались все вышеописанные проявления паркинсонического синдрома. Значительное снижение двигательной активности наступало уже через 1 нед после начала введения ротенона (рис. 4). Во всех представленных моделях БП тестирование в ПКЛ, ПТЛ и УРПИ было начато в момент низкой двигательной активности. Контрольным животным вводили физиологический раствор, поскольку крысы должны были подвергаться тем же процедурам, что и крысы с моделями БП, но не иметь токсических повреждений, влияющих на поведение. Комплекс биохимических изменений при введении вышеуказанных токсинов был изучен в других работах [7, 10].
При изучении нарушений когнитивных функций в парадигме УРПИ было установлено, что введение 6-OHDA приводило к некоторому усилению УРПИ, что выражалось в увеличении ЛП перехода в темный отсек камеры, хотя достоверные отличия от показателей ложнооперированных крыс были зафиксированы только на 3-е сутки после нанесения болевого раздражения (рис. 5).
Обратный эффект на воспроизведение условных реакций избегания оказало введение резерпина. Оно осуществлялось после приучения животных к установке УРПИ, через 1 сут проводилось нанесение неизбегаемого болевого воздействия. Было выявлено, что у крыс с резерпиновой моделью БП условный рефлекс значительно ослабевал, наблюдалось нарушение воспроизведения условных реакций, ЛП перехода в темный отсек камеры практически не изменялся по сравнению с днем приучения к установке и оставался низким на протяжении всех дней тестирования (рис. 6).
200 г
Приучение Ток 1 сут 3 сут 7 сут 14 сут
-Щ- б-ОНЭА -^-ФР
Рис. 5. Латентный период перехода в темный отсек камеры УРПИ в 6-OHDA-индуцированной модели БП. Различия достоверны (р < 0,05) по сравнению: * - с днем нанесения болевого раздражения (ток); ** - с группой с введением физиологического раствора (ФР).
5 а> о. ш
Приучение Ток 1 сут 3 сут 7 сут 14 сут
Резерпин
■ФР
Рис. 6. Латентный период перехода в темный отсек камеры УРПИ в резерпининдуцированной модели БП. Различия достоверны (р < 0,05): * - по сравнению с днем нанесения болевого раздражения (ток); ** - между группами. ФР - физиологический раствор.
s 0 О.
m
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
ЛП захода в ЗР Нахождение в ЗР Нахождение в ОР Интактные крысы ■ 6-OHDA ■ Резерпин
Рис. 7. Особенности поведения крыс с моделями БП в ПКЛ. * р < 0,05 по сравнению с интактными крысами.
При сравнении поведения крыс с 6-OHDA-индуциро-ванной и резерпининдуцированной моделями БП в ПКЛ не было выявлено различий между ними. Величина ЛП захода в ЗР лабиринта, а также время нахождения в ЗР и ОР у них практически не различались (рис. 7). Достоверные различия с интактными животными, отмеченные для времени нахождения в рукавах лабиринта, но не для ЛП захода в ЗР, могут свидетельствовать об ухудшении эмоционального состояния животных обеих модельных групп [11].
Что касается ротенониндуцированной модели БП, то общее состояние этих животных не позволяло провести тестирование по методике УРПИ.
У крыс с ротенон- и резерпининдуцированными моделями БП сравнивали поведение в Т-образном лабиринте. Было установлено, что введение ротенона приводило к
(а)
180 г 160 -140 -120 -I юо -
I 80-
ш
60 -40 -20 -0
Интактные Фон 1 нед Фон 1 сут
крысы ротенон резерпин
Интактные Фон 1 нед Фон 1 сут
крысы ротенон резерпин
Рис. 8. Латентный период выхода из ЗР (а) и захода в ЗР (б) Т-образного лабиринта у крыс с моделями БП. * р < 0,05 по сравнению с фоном.
Рис. 9. Пример трека крысы с 6-OHDA-индуцированной моделью БП до (а) и после (б) введения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, дифференцированных по нейрональному типу.
значительному увеличению ЛП как выхода из ЗР лабиринта, так и захода в него. У животных с резерпининдуциро-ванной моделью значения этих показателей практически не отличались от фоновых (рис. 8).
Поскольку величина двигательной активности у крыс с ротенон- и резерпининдуцированными моделями БП была очень близкой (см. рис. 3, 4), а у интактных крыс значительно отличалась от показателей этих двух групп, можно предположить, что увеличение ЛП захода и выхода в рукава Т-лабиринта у крыс с ротенониндуцированной моделью БП связано с изменением эмоционального состояния по типу тревожного расстройства [11]. При этом схожие значения ЛП у интактных крыс и крыс с резерпиновой моделью БП хорошо согласуются с приведенными выше данными, полученными при тестировании таких крыс в ПКЛ.
Обсуждение
Причины возникновения БП до сих пор не вполне ясны; согласно современным представлениям, в основе заболевания лежит сочетание генетической предрасположенности и влияния неблагоприятных факторов окружающей среды [12, 13]. Для разработки моделей БП используются химические вещества, негативно влияющие на церебральные катехоламинергические системы [14]. Наряду с традиционным селективным нейротоксином дофаминергиче-ских нейронов 6-ОНЭД используются также соединения, воздействующие на разные звенья нейронального гомео-стаза. Это способствует сближению патогенеза индуцированной нейродегенерации с естественными патогенетическими механизмами гибели нейронов при БП у человека. К таким веществам, в частности, относятся пестицид роте-нон и резерпин. В ряде исследований указывается на взаимосвязь между применением в сельском хозяйстве пестицидов (например, ротенона) и возникновением БП [15, 16].
6-ОНЭД - первое химическое соединение, у которого было обнаружено специфичное нейротоксическое воздействие на катехоламинергические проводящие пути [17]. После введения 6-ОНЭД в черную субстанцию мозга потеря дофамина в стриатуме достигает в среднем 80-90%, что
соответствует специфичным поведенческим изменениям [18]. Обычно 6-ОНЭД вводят в одно полушарие, а другое полушарие служит внутренним контролем. Односторонние инъекции приводят к асимметричному вращательному моторному поведению после введения дофаминергических препаратов из-за физиологического дисбаланса между поврежденным и неповрежденным стриатумом.
Следует учесть, что 6-ОНЭД-модель не воспроизводит все клинические и патологические особенности, характерные для БП, и не приводит к образованию патогномонич-ных для БП цитоплазматических включений (телец Леви). Однако эта модель может служить для проведения различных поведенческих тестов и изучения возможностей коррекции полученных неврологических и поведенческих нарушений [19]. Эти преимущества объясняют широкое использование указанной модели для определения эффективности противопаркинсонических соединений,особенно тех, действие которых основано на восполнении дефицита дофамина. Кроме того, эта экспериментальная модель полезна для оценки эффективности нейротрансплантации. Так, нами был выполнен цикл работ по трансплантации в стриатум крыс с 6-ОНЭД-индуцированным паркинсонизмом дифференцированных дофаминергических нейронов, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток [20, 21]. Наблюдалось отчетливое улучшение двигательной активности в ОП после нейротрансплантации (рис. 9).
Резерпининдуцированная модель БП на животных получила свое развитие после классической работы Д. СаИввоп е! а1. по изучению моноаминергической системы на кроликах [22]. Резерпин является центральным симпатолитиком, системное введение препарата истощает дофамин в нервных окончаниях и индуцирует гипокинетическое состояние у грызунов [23]. Кроме того, резерпин вызывает высвобождение других нейротрансмиттеров, которые могут не вовлекаться напрямую в молекулярный патогенез БП. Несмотря на то что основным недостатком этой модели считается временный характер резерпинин-дуцированных изменений, такая модель является оптимальной для изучения возможностей коррекции патологии при помощи различных фармакологических агентов [24]. Ее преимущество заключается в быстром развитии пар-кинсонического синдрома у экспериментальных животных: симптомы возникают уже через 2 ч после введения резерпина и сохраняются до 4 сут. На этой модели возможно изучение новых лекарственных противопаркинсонических субстанций при их как системном, так и интрацеребраль-ном введении. Прогностическая ценность тестирования симптоматических лекарств на резерпининдуцированной модели невысока, поскольку некоторые препараты, которые редуцируют резерпиновые двигательные нарушения, являются неэффективными при БП. Однако такая модель открывает возможности для создания и тестирования но-
вых лекарственных подходов, направленных на уменьшение дефицита когнитивных функций при БП [25].
Роль экологических токсинов при БП рассматривается на модели паркинсонизма, полученной путем хронического системного введения крысам ротенона - пестицида и мощного ингибитора комплекса I [26, 27]. Ротенон является ли-пофильным соединением, которое легко проникает через гематоэнцефалический барьер. Хроническое воздействие низких доз ротенона приводит к равномерному торможению комплекса I во всем мозге крысы. Несмотря на диффузное воздействие, ротенон вызывает селективную дегенерацию нигростриатного дофаминергического пути, избирательное окислительное повреждение полосатого тела и образование убиквитин- и а-синуклеинпозитивных включений в нигральных клетках, которые сходны с тельцами Леви при БП [28]. В эксперименте in vitro ротенон нарушал синтез и сборку белков цитоскелета, репликацию ДНК, везикулярный транспорт медиаторов, а при системном введении повреждал центральные и периферические дофаминовые нейроны [29, 30].
К достоинствам ротенониндуцированной модели следует отнести то, что она воспроизводит большинство механизмов патогенеза БП; например, у таких животных можно зарегистрировать формирование нейрональных включений и окислительный стресс, наблюдаемые при БП [7, 31]. По этой причине испытания нейропротекторных препаратов и соединений с антиокислительными свойствами могут быть более релевантными, чем на других моделях. Следует отметить, что только на этой модели нами были получены данные, которые могут свидетельствовать о развитии тревожного расстройства, а нарушения в аффективной сфере, как известно, служат важнейшими немоторными проявлениями БП [1]. Основным недостатком этой модели является ее вариабельность, т.е. отсутствие поведенческих нарушений у части животных. Кроме того, длительное хроническое введение ротенона приводит к большому проценту смертности экспериментальных крыс.
Заключение
В представленной работе сравнивались только поведенческие эффекты, наблюдаемые на 6-OHDA-, резерпин-и ротенониндуцированных моделях паркинсонизма, при этом во всех случаях у крыс отмечалось снижение двигательной активности, застывание, ригидность мышц туловища, птоз верхнего века (вплоть до полного закрытия глаза, особенно при застывании). Однако каждая модель имеет свои особенности, которые следует учитывать. Именно эти различия поведенческих проявлений могут помочь в выборе модели, наиболее подходящей для изучения эффективности новых лекарственных соединений, восполняющих тот или иной функциональный дефицит у больных БП.
Очевидно, что с объективной точки зрения получение "идеальной" модели какого-либо заболевания на отличном от человека объекте практически невозможно. Тем не ме-
нее достижения в моделировании нейродегенеративных заболеваний, в частности БП, помогают установлению закономерностей поражения нервной системы в эксперименте, которые могут носить универсальный характер. А это, в свою очередь, способствует ускорению трансляции результатов фундаментальных и экспериментальных исследований в клиническую практику.
Список литературы
1. Иллариошкин С.Н. Конформационные болезни мозга. М.: Янус-К; 2003. 248 с.
2. Ставровская А.В., Конорова И.Л., Иллариошкин С.Н., Федорова Т.Н., Стельмашук Е.В., Ямщикова Н.Г., Стволинский С.Л., Генрихс Е.Е., Коновалова Е.Е. Технологии моделирования заболеваний нервной системы. В кн.: Неврология XXI века: диагностические, лечебные и исследовательские технологии. Руководство для врачей. В 3-х т. Под ред. Пирадова М.А., Ил-лариошкина С.Н., Танашян М.М. Т. III. Современные исследовательские технологии в экспериментальной неврологии. М.: АТМО; 2015: 73-133.
3. Blesa J, Przedborski S. Parkinson's disease: animal models and dopaminergic cell vulnerability. Frontiers in Neuroanatomy 2014 Dec;8:155.
4. Rodriguez-Pallares J, Parga JA, Muñoz A, Rey P, Guerra MJ, La-bandeira-Garcia JL. Mechanism of 6-hydroxydopamine neurotoxicity: the role of NADPH oxidase and microglial activation in 6-hyd-roxydopamine-induced degeneration of dopaminergic neurons. Journal of Neurochemistry 2007 0ct;103(1):145-56.
5. Paxinos G, Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates. 4th ed. San Diego, CA: Academic Press; 1998. 456 p.
6. Alves CS, Andreatini R, da Cunha C, Tufik S, Vital MA. Phosphati-dylserine reverses reserpine-induced amnesia. European Journal of Pharmacology 2000 Sep;404(1-2):161-7.
7. Воронков Д.Н., Худоерков Р.М., Доведова Е.Л. Изменения нейроглиального взаимодействия в нигростриатных структурах мозга при моделировании дисфункции дофаминовой системы. Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова 2013;113(7):47-51.
8. Drolet RE, Cannon JR, Montero L, Greenamyre JT. Chronic rote-none exposure reproduces Parkinson's disease gastrointestinal neuropathology. Neurobiology of Disease 2009 0ct;36(1):96-102.
9. Ямщикова Н.Г., Ставровская А.В., Ольшанский А.С., Мирошниченко Е.В., Шугалев Н.П. Особенности исследовательского поведения крыс при экспериментальном паркинсонизме. В сб.: Функциональная межполушарная асимметрия и пластичность мозга. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Под общ. ред. Иллариошкина С.Н., Фокина В.Ф. М.; 2012: 434-8.
10. Воронков Д.Н., Дикалова Ю.В., Худоерков Р.М., Ямщикова Н.Г. Изменения в нигростриатных образованиях мозга при моделировании паркинсонизма, индуцированного ротеноном (количественное иммуноморфологическое исследование). Анналы клинической и экспериментальной неврологии 2013;7(2):34-8.
11. Handley SL. 5-Hydroxytryptamine pathways in anxiety and its treatment. Pharmacology & Therapeutics 1995 Apr;66(1):103-48.
12. Cicchetti F, Drouin-Ouellet J, Gross RE. Environmental toxins and Parkinson's disease: what have we learned from pesticide-induced animal models? Trends in Pharmacological Sciences 2009 Sep;30(9):475-83.
13. Massano J, Bhatia KP. Clinical approach to Parkinson's disease: features, diagnosis, and principles of management. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine 2012 Jun;2(6):a008870.
14. Betarbet R, Sherer T, Greenamyre T. Animal models of Parkinson's disease. BioEssays 2002 Apr;24(4):308-18.
15. Gorell JM, Johnson CC, Rybicki BA, Peterson EL, Richardson RJ. The risk of Parkinson's disease with exposure to pesticides, farming, well water, and rural living. Neurology 1998 May;50(5):1346-50.
16. Liou HH, Tsai MC, Chen CJ, Jeng JS, Chang YC, Chen SY, Chen RC. Environmental risk factors and Parkinson's disease: a case-control study in Taiwan. Neurology 1997 Jun;48(6):1583-8.
17. Sachs C, Jonsson G. Mechanisms of action of 6-hydroxydopa-mine. Biochemical Pharmacology 1975 Jan;24(1):1-8.
18. Walsh S, Finn DP, Dowd E. Time-course of nigrostriatal neurodegeneration and neuroinflammation in the 6-hydroxydopamine-in-duced axonal and terminal lesion models of Parkinson's disease in the rat. Neuroscience 2011 Feb;175:251-61.
19. Arnold JC, Salvatore MF. Getting to compliance in forced exercise in rodents: a critical standard to evaluate exercise impact in aging-related disorders and disease. Journal of Visualized Experiments 2014 Aug;(90):51827.
20. Ставровская А.В., Воронков Д.Н., Ямщикова Н.Г., Ольшанский А.С., Худоерков Р.М., Хаспеков Л.Г., Иллариошкин С.Н. Морфохимическая оценка результатов нейротрансплантации при экспериментальном паркинсонизме. Анналы клинической и экспериментальной неврологии 2015;9(2):28-32.
21. Ставровская А.В., Новосадова Е.В., Ольшанский А.С., Ямщикова Н.Г., Гущина А.С., Арсеньева Е.Л., Гривенников И.А., Иллариошкин С.Н. Влияние геномного редактирования клеток на результаты нейротрансплантации при экспериментальном паркинсонизме. Современные технологии в медицине 2017;9(4):7-14.
22. Carlsson A, Lindqvist M, Magnusson T. 3,4-Dihydroxyphenylala-nine and 5-hydroxytryptophan as reserpine antagonists. Nature 1957 Nov;180(4596):1200.
23. Coplaert FC. Pharmacological characteristics of tremor, rigidity and hypokinesia induced by reserpine in rat. Neuropharmacology 1987 Sep;26(9):1431-40.
24. Gossel M, Schmidt WJ, Loscher W, Zajaczkowski W, Danysz W. Effect of coadministration of glutamate receptor antagonists and do-
paminergic agonists on locomotion in monoamine-depleted rats. Journal of Neural Transmission. Parkinson's Disease and Dementia Section 1995;10(1):27-39.
25. Шугалев Н.П., Ставровская А.В., Ямщикова Н.Г., Ольшанский А.С., Мирошниченко Е.В. Воспроизведение реакций пассивного избегания после введения нейротензина в прилежащее ядро мозга у крыс на фоне действия резерпина. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова 2012;62(3):357-63.
26. Betarbet R, Sherer TB, MacKenzie G, Garcia-Osuna M, Panov AV Greenamyre JT. Chronic systemic pesticide exposure reproduces features of Parkinson's disease. Nature Neuroscience 2000 Dec;3(12):1301-6.
27. Chade AR, Kasten M, Tanner CM. Nongenetic causes of Parkinson's disease. Journal of Neural Transmission. Supplementum 2006;(70):147-51.
28. Schmidt W, Alam MJ. Controversies on new animal models of Parkinson's disease pro and con: the rotenone model of Parkinson's disease (PD). Journal of Neural Transmission. Supplementum 2006;(70):273-6.
29. Alam M, Schmidt WJ. L-DOPA reverses the hypokinetic behavior and rigidity in rotenone-treated rats. Behavioural Brain Research 2004 Aug;153(2):439-46.
30. Watabe M, Nakaki T. Mitochondrial complex I inhibitor rotenone inhibits and redistributes vesicular monoamine transporter 2 via nitration in human dopaminergic SH-SY5Y cells. Molecular Pharmacology 2008 0ct;74(4):933-40.
31. Hoglinger GU, Oertel WH, Hirsch EC. The rotenone model of parkinsonism - the five years inspection. Journal of Neural Transmission. Supplementum 2006;(70):269-72.
Modeling Parkinson's Disease: Analysis of Behavioral Disturbances
A.V. Stavrovskaya, N.G. Yamshchikova, A.S. Olshansky, andA.S. Gushchina
The use of adequate models is a fundamental prerequisite for determining mechanisms of pathological processes In the brain and for the development of new methods of treatment. Benefits and shortcomings of the models determine their selection for a particular experiment. This article presents an overview of the authors' experience in the modeling of Parkinson disease (PD) in rats. The purpose of this work was to analyze behavioral effects of the use of different neurotoxins. We compared changes in motor activity, emotional state and reproduction of conditioned reactions of passive avoidance in rats after the introduction of 6-hydroxydopamine, reserpine and rotenone, well-known toxins inducing experimental parkinsonism. Differences in behavioral disorders in each of the three PD models were observed that may help to assess the suitability of the models for testing new therapeutics with symptomatic and neuroprotective effects. Key words: Parkinson's disease, 6-hydroxydopamine, neurotoxins, animal models, behavior
Продолжается подписка на научно-практический журнал
"НЕРВНЫЫЕ БОЛЕЗНИ"
Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.
Журнал выходит 4 раза в год. Стоимость подписки на полгода по каталогу агентства "Роспечать" - 840 руб., на один номер - 420 руб.
Подписной индекс 81610.
Подписку можно оформить в любом отделении связи России и СНГ. Редакционную подписку на любой журнал издательства "Атмосфера" можно оформить на сайте http://atm-press.ru или по телефону: (495) 730-63-51
л
